紅稗黑糯米混合發(fā)酵酒的工藝研究

朱思潔，蘇偉，劉莉

（1.茅臺(tái)學(xué)院，貴州仁懷564501；2.貴州大學(xué)，貴州貴陽(yáng)550025）

近年來(lái)，人們對(duì)酒的需求逐漸向營(yíng)養(yǎng)、保健、天然、個(gè)性化發(fā)展，低度型營(yíng)養(yǎng)發(fā)酵酒越來(lái)越受消費(fèi)者的青睞。紅稗具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，紅稗中人體所需的必須氨基酸和維生素B1含量豐富，以紅稗為原料進(jìn)行深加工，可開發(fā)出新型營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品，提高紅稗產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。紅稗（bacca sedge）始載于滇南本草，是云南民間習(xí)用藥。別稱山紅稗、山高粱、野紅米草、野高粱、水高粱、野雞稗、紅米和土稗子[1]。紅稗作為一種藥食兼用的植物，其營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值均較高。紅稗中含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素及礦質(zhì)元素，但目前對(duì)紅稗的開發(fā)利用及研究報(bào)道甚少[2]。目前主要銷售的紅稗產(chǎn)品有老鋤頭牌紅稗羹、紅稗米粉、速溶紅稗粉。以紅稗為原料進(jìn)行深加工，有望開發(fā)出具有高附加值的功能性食品。

發(fā)酵酒是以糧谷、水果、乳類等為原料，經(jīng)微生物糖化發(fā)酵或直接發(fā)酵后，利用壓榨或過(guò)濾的方式獲取酒液，經(jīng)儲(chǔ)存調(diào)配后所制得的酒精含量小于24%的飲料酒[3]。它含有糖類、糊精、有機(jī)酸、醋類、高級(jí)醇及多種維生素、大量含氮化合物、氨基酸含量居各種釀造酒之首位完全具備了“含多種氨基酸，發(fā)熱量高，易被人體消化吸收”這3項(xiàng)認(rèn)定營(yíng)養(yǎng)食品的必要條件[4-5]。

釀酒行業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和發(fā)展：“優(yōu)質(zhì)、低度、低耗、多品種、高效益”的方針及“4個(gè)轉(zhuǎn)變”（蒸餾酒向釀造酒，高度酒向低度酒，糧食酒向果類酒，普通酒向優(yōu)質(zhì)酒、營(yíng)養(yǎng)酒）[6-7]。低度化是當(dāng)今世界飲料酒發(fā)展的大勢(shì)所趨。而同時(shí)具備低度、保健養(yǎng)生、原生態(tài)風(fēng)味和獨(dú)具民族特色的紅稗發(fā)酵酒，無(wú)疑擁有巨大的市場(chǎng)潛力與發(fā)展前景。

1 材料與方法

1.1 材料

紅稗：遵義市君惠園食品有限公司；黑糯米：市售；礦泉水：美優(yōu)特礦泉水；笑仙甜酒曲Q303：貴州立高輕工科技發(fā)展有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

101型電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京市光明醫(yī)藥儀器廠；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：上海亞榮生化儀器廠；BS124S電子天平：賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；SHB-循環(huán)木式多用真空泵：鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；DHP-420型電熱恒溫培養(yǎng)箱：日本HITICHI公司；電熱恒溫水浴鍋：天津市泰斯特儀器有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；pH儀：上海佑科儀器儀表有限公司；WYA（2WAJ）阿貝折射儀：上海申光儀器儀表有限公司。

1.3 發(fā)酵工藝

1.3.1 工藝流程

發(fā)芽紅稗、黑糯米（混合）→洗凈→浸泡（24 h）→蒸60 min→攤晾冷卻（35℃～45℃）→拌曲→分瓶裝→發(fā)酵→壓榨過(guò)濾→殺菌灌裝→成品

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 紅稗發(fā)芽處理

稱取0.02775g無(wú)水CaCl2于500mL容量瓶中定容制得0.5 mmol/L CaCl2溶液。將紅稗浸泡在0.5 mmol/L CaCl2溶液中，15 h～18 h后淘洗2次～3次后均勻平鋪于折疊有兩層紗布的托盤上，再用一層紗布覆蓋于表面置于29℃恒溫箱中培養(yǎng)20 h～24 h。

1.3.2.2 洗凈

選用新鮮、無(wú)霉變的黑糯米。貯存時(shí)間長(zhǎng)的黑糯米糊粉層含的脂肪會(huì)變質(zhì)，用它做原材料會(huì)影響酒的風(fēng)味。用清水淘洗，沖去米粒表層附著的糠和塵土，同時(shí)除去細(xì)沙石等雜物。

1.3.2.3 浸泡

使米中的淀粉充分吸水膨脹，疏松淀粉顆粒之間連接，便于蒸煮糊化。浸泡時(shí)間為20 h～30 h，由于黑米皮層較厚，吸水性較差，冬天可適當(dāng)提高水溫。以米粒用手指捏米粒成粉狀，無(wú)硬心為準(zhǔn)。米泡不透，蒸煮時(shí)易出現(xiàn)生米，米浸得過(guò)度而變成粉米，會(huì)造成淀粉的損失。浸米時(shí)間與浸米溫度的關(guān)系見表1。

1.3.2.4 蒸飯

將原料平鋪于蒸鍋中，蒸60 min，要求達(dá)到外硬內(nèi)軟，內(nèi)無(wú)白心，疏松不糊，透而不爛和均勻一致，不熟和過(guò)爛都不行。

1.3.2.5 攤晾冷卻

采用自然攤涼的方法，將米飯攤開，進(jìn)行自然冷卻。待其溫度35℃～45℃可進(jìn)行拌曲。

1.3.2.6 拌曲

當(dāng)米飯降溫至35℃～45℃時(shí)，將適量的甜酒曲加入米飯中并拌勻裝入玻璃罐中，不得超過(guò)玻璃罐容積的2/3，以保持適當(dāng)?shù)娜苎趿俊?/p>

1.3.2.7 發(fā)酵

發(fā)酵罐在28℃～34℃條件下恒溫培養(yǎng)。發(fā)酵的第一天為糖化過(guò)程，需攪拌從而增加供氧量，有利于酵母菌活動(dòng)進(jìn)行，抑制乳酸菌生長(zhǎng)。發(fā)酵周期在5 d～7 d，發(fā)酵期間應(yīng)注意避免雜菌污染影響產(chǎn)品質(zhì)量。

1.3.2.8 壓榨過(guò)濾

選用潔凈的紗布過(guò)濾，最大限度的保持酒中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

1.3.2.9 滅菌

乙醇的沸點(diǎn)為78℃，故使用巴氏消毒法。采用巴氏滅菌法，溫度為60℃，滅菌20 min。將成品酒置于冰箱中低溫保存。

1.4 理化指標(biāo)測(cè)定方法

酒精度的測(cè)定方法采用比重法[8]；總糖的測(cè)定方法采用[9]GB/T 13662-2008《黃酒》（廉愛農(nóng)法-以葡萄糖計(jì)）；可溶性固形物的測(cè)定方法采用阿貝折光儀/手持式折光儀[10]；pH值的測(cè)定方法采用GB/T 13662-2008；總酸的測(cè)定方法采用酸堿中和滴定法-以乳酸計(jì)[11]。

1.5 感官評(píng)價(jià)方法

10人組成評(píng)分小組，分別對(duì)米酒的形態(tài)與色澤、香氣與香味，酸度與糖度，口感進(jìn)行感官評(píng)分，最后整合10個(gè)人的得分情況，以100評(píng)分后折算為10分制，得出綜合評(píng)分。評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)分值見表2。

表2 紅稗黑糯米混合發(fā)酵酒的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)Table 2 Sensory evaluation standard of Bacca sedge and black glutinous rice wine by mixed fermentation

1.6 單因素試驗(yàn)

以產(chǎn)品的酒精度、感官評(píng)價(jià)為檢驗(yàn)指標(biāo)，分別考察酒曲添加量、紅稗與黑糯米比例、培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)溫度對(duì)紅稗黑糯米混合發(fā)酵酒產(chǎn)品質(zhì)量的影響。單因素試驗(yàn)因素水平見表3。

表3 單因素試驗(yàn)因素水平表Table 3 Factors and levels of single factor experiment

1.6.1 加曲量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

加曲量會(huì)影響酒發(fā)酵速度、酒中各組成成分，而且對(duì)酒的口感也有明顯的影響。加曲量過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)使酒的苦淫味加重。按照1.3.1紅稗黑糯米混合發(fā)酵酒的加工工藝，加曲量分別為0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%，此時(shí)的紅稗與黑糯米質(zhì)量比為1∶1、發(fā)酵時(shí)間為7 d、發(fā)酵溫度32℃恒溫發(fā)酵。通過(guò)產(chǎn)品的感官評(píng)定和酒精度綜合判定最佳加曲量。

1.6.2 紅稗與黑糯米比例對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

在確定最佳加曲量的情況下，按照1.3.1紅稗黑糯米混合發(fā)酵酒的加工工藝，紅稗與黑糯米質(zhì)量比分別為1∶0.5、1 ∶0.7、1∶1、1 ∶1.5、1 ∶2，此時(shí)加曲量為0.4%，發(fā)酵時(shí)間為7 d，發(fā)酵溫度32℃恒溫發(fā)酵。通過(guò)產(chǎn)品的感官評(píng)定和酒精度綜合判定紅稗與黑糯米的最佳比例。

1.6.3 發(fā)酵溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

溫度影響微生物的生命活動(dòng)，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響微生物的新陳代謝，從而影響就得風(fēng)味。按照1.3.1紅稗黑糯米混合發(fā)酵酒的加工工藝，溫度分別為28、30、32、34、36℃恒溫發(fā)酵。此時(shí)的加曲量為 0.4%，紅稗與黑糯米的質(zhì)量比為1∶2，發(fā)酵時(shí)間為7 d。通過(guò)產(chǎn)品的感官評(píng)定和酒精度綜合判定最佳發(fā)酵溫度。

1.6.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

在加曲量、紅稗與黑糯米比例、發(fā)酵溫度確定的情況下，按照1.3.1紅稗黑糯米混合發(fā)酵酒的加工工藝，設(shè)定時(shí)間分別為 3、4、5、6、7 d。通過(guò)產(chǎn)品的感官評(píng)定和酒精度綜合判定最佳發(fā)酵時(shí)間。

1.7 正交試驗(yàn)

以感官評(píng)定和酒精度綜合考察紅稗黑糯米混合發(fā)酵酒的品質(zhì)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以加曲量、紅稗與黑糯米比例、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)優(yōu)化黑糯米紅稗酒的工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果按酒精度和感官評(píng)分的加權(quán)平均分計(jì)算（各占比例為酒精度占60%，感官評(píng)分占40%）正交試驗(yàn)因素與水平見表4。

表4 正交試驗(yàn)因素與水平表Table 4 Factors and levels of orthogonal combination experiment

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 加曲量對(duì)紅稗黑糯米混合酒產(chǎn)品品質(zhì)的影響

根據(jù)1.6.1試驗(yàn)方法，紅稗與黑糯米比例為1∶1、發(fā)酵時(shí)間為7 d、發(fā)酵溫度32℃，分別向原料中添加0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的甜酒曲。所得的該組產(chǎn)品的感官評(píng)分及酒精度如圖1所示。

由圖1可見，隨著加曲量的增加感官評(píng)價(jià)先降低后增加而后降低，而酒精度都呈先上升后降低趨勢(shì)，當(dāng)加曲量增加到0.4%時(shí)，產(chǎn)品的酒精度達(dá)到最高，此時(shí)的感官評(píng)分也最好。繼續(xù)增大加曲量，產(chǎn)品的酒精度、感官評(píng)分都逐漸下降。在加曲量少時(shí)，根霉含量也不多，糖化速度緩慢，酒中的各項(xiàng)指標(biāo)均低[13]。當(dāng)加曲量大時(shí)，酒中的微生物將過(guò)多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高級(jí)醇和其他副產(chǎn)物，導(dǎo)致酒精度下降[14]。通過(guò)感官品嘗，在加曲量為0.4%時(shí)，酒香濃郁、酸甜適口。加曲量過(guò)多，酒中的苦淫味加重。因此確定最適加曲量為0.4%。

圖1 加曲量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of saccharification content on the quality of wine

2.1.2 紅稗與黑糯米比例對(duì)紅稗黑糯米混合酒產(chǎn)品品質(zhì)的影響

根據(jù)1.6.2試驗(yàn)方法，紅稗與黑糯米原料配比分別按 1∶0.5、1∶0.7、1 ∶1、1 ∶1.5、1 ∶2（質(zhì)量比），此時(shí)酒曲的添加量為0.4%，發(fā)酵時(shí)間為7 d，發(fā)酵溫度32℃恒溫發(fā)酵。所得的該組產(chǎn)品的感官評(píng)分及酒精度如圖2所示。

圖2 紅稗與黑糯米比例對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of Bacca sedge lack glutinous rice on the quality of wine

由圖2可見，隨著黑糯米量的增加，產(chǎn)品的感官評(píng)分和酒精度均增加。胚乳是淀粉等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要貯存場(chǎng)所，紅稗種子胚乳約占種子體積的三分之二，分布在紅稗種子的一側(cè)，種皮和果皮緊密相連，不易分離，由2層～3層細(xì)胞構(gòu)成，用以保護(hù)胚、胚乳等內(nèi)部組織，所以紅稗中的淀粉含量多，但利用率低[15]，發(fā)酵后產(chǎn)品的口感不如黑糯米好，感官評(píng)分低。從圖中我們可以看出，在紅稗與黑糯米的比例為1∶2時(shí)，產(chǎn)品的感官評(píng)分達(dá)到最好。但在1∶0.7時(shí)產(chǎn)品的酒精度最高，考慮到感官評(píng)分中存在一定的主觀性，所以以酒精度為主要評(píng)定指標(biāo)，確定最佳比例為1∶0.7。

2.1.3 發(fā)酵溫度對(duì)紅稗黑糯米混合酒產(chǎn)品品質(zhì)的影響

根據(jù)1.6.3試驗(yàn)方法，紅稗與黑糯米的比例為1∶2，酒曲的添加量為原料的0.4%，分別放于溫度為28、30、32、34、36℃恒溫箱中恒溫發(fā)酵7 d。所得的該組產(chǎn)品的感官評(píng)分及酒精度如圖3所示。

圖3 發(fā)酵溫度對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of saccharification temperature on the quality of sweeten rice wine

由圖3可見，當(dāng)溫度在28℃～32℃時(shí)，產(chǎn)品的酒精度和感官評(píng)分隨著溫度的增加而增加，在32℃時(shí)酒精度和感官評(píng)分達(dá)到最大，溫度繼續(xù)增加，感官評(píng)分和酒精度也隨之降低。溫度在28℃時(shí)，微生物的生長(zhǎng)代謝速率相對(duì)緩慢，32℃達(dá)到酵母菌和根霉菌新陳代謝的最適溫度，繼續(xù)升高發(fā)酵溫度，發(fā)酵速度加快，總糖消耗過(guò)快，發(fā)酵終止也比較快，造成酒精度含量低，當(dāng)發(fā)酵溫度為36℃時(shí)，酒精度最低。而且發(fā)酵溫度過(guò)高，酒精容易被氧化成酸類物質(zhì)，酒精度下降并且產(chǎn)生比較刺鼻的氣味，發(fā)酵速度快，酵母過(guò)早消耗，酒體渾濁，影響酒的品質(zhì)[16]。因此確定發(fā)酵溫度為32℃。

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)紅稗黑糯米混合酒產(chǎn)品品質(zhì)的影響

根據(jù)1.6.4試驗(yàn)方法，紅稗與黑糯米的比例為1∶2，酒曲的添加量為原料的0.4%，分別放于溫度為28、30、32、34、36℃恒溫箱中恒溫發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間分別設(shè)定為 3、4、5、6、7 d。所得的該組產(chǎn)品的感官評(píng)分及酒精度如圖4所示。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of saccharification time on the quality of wine

由圖4可見，產(chǎn)品酒精度隨時(shí)間增加一直呈上升趨勢(shì)，產(chǎn)品的感官評(píng)分在3 d～5 d呈上升趨勢(shì)，5 d后感官評(píng)分隨之降低。發(fā)酵前期屬于糖化時(shí)期，產(chǎn)品中的酒精含量低，發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)酒中可發(fā)酵性糖轉(zhuǎn)化為酒精，使酒精度上升，繼續(xù)發(fā)酵，酒中的苦味加重，酒味的刺激性變大，隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)酒精度不斷升高，但風(fēng)味不佳，所以綜合確定最適宜的發(fā)酵時(shí)間為6 d。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選用加曲量、紅稗與黑糯米比例、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間四因素進(jìn)行三水平正交試驗(yàn)，對(duì)紅稗與黑糯米混合酒工藝進(jìn)行優(yōu)化，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表5。

表5 L9（34）正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5 The test result of orthogonal combination experiment

分析試驗(yàn)結(jié)果表明，最佳工藝條件組合為：A3B1C3D2，即酒曲添加量為0.5%，紅稗與黑糯米比例為1∶2，發(fā)酵溫度為32℃，發(fā)酵時(shí)間為7 d。由極差R可知，對(duì)成品品質(zhì)的影響大小順序?yàn)椋篊＞D＞B＞A，即對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)影響最大的因素是時(shí)間，影響因素最小的是加曲量。

2.3 理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

按照1.4理化指標(biāo)測(cè)定方法對(duì)最佳工藝條件下即酒曲添加量為0.5%，紅稗與黑糯米比例為1∶2，發(fā)酵溫度為32℃，發(fā)酵時(shí)間為7 d所得產(chǎn)品的理化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。所得測(cè)定結(jié)果見表6。

表6 紅稗與黑糯米混合發(fā)酵酒最佳工藝?yán)砘笜?biāo)測(cè)定結(jié)果Table 6 The physical and chemical index of Bacca sedge and black glutinous rice wine by mixed fermentation

3 結(jié)論與討論

通過(guò)按照發(fā)芽紅稗、黑糯米（混合）→洗凈→浸泡（24 h）→蒸60 min→攤晾冷卻（35℃～45℃）→拌曲→分瓶裝→發(fā)酵→壓榨過(guò)濾→殺菌灌裝→成品的工藝路線進(jìn)行單因素和正交試驗(yàn)，得到紅稗黑糯米混合發(fā)酵酒的最佳工藝條件為：加曲量為0.5%，紅稗與黑糯米比例為1∶2，發(fā)酵溫度為32℃，發(fā)酵時(shí)間為7 d，在此工藝條件下獲得的產(chǎn)品清澈透明，呈玫瑰紅，有光澤，米粒完整，質(zhì)地均一，酒味濃郁，酒體醇厚協(xié)調(diào)。紅稗黑糯米混合發(fā)酵酒的研究開發(fā)不僅提高了紅稗的市場(chǎng)價(jià)值帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)它作為低度型保健酒的定位也迎合了大多數(shù)消費(fèi)者需求，具有一定的市場(chǎng)銷售潛力。

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